Цепные передачи, общие сведения

Цепная передана относится к переданам зацеплением с гиб­кой связью. Состоит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью (рис. 21.1, а, б).

Достоинства. 1. По сравнению с зубчатыми передачами цеп­ные передачи могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (<5 м). 2. По сравнению с ременными передачами: а) более компактны, б) могут переда­вать большие мощности (до 3000 кВт), в) силы, действующие на валы, значительно меньше, так как предварительное натяжение цепи мало, г) могут передавать движение одной цепью несколь­ким звездочкам.

Недостатки. 1. Значительный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев звездочек и большом шаге (этот недостаток ограничивает воз­можность применения цепных передач при больших скоростях). 2. Сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи вследст­вие затруднительного подвода смазочного материала. 3. Удлине­ние цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных ус­тройств.

Применение. Цепные передачи применяют в станках, тран­спортных, сельскохозяйственных и других машинах для передачи

Мощности, для передачи которых применяют цепные передачи, изменяются в диапазоне от долей до сотен киловатт, в общем машиностроении обычно до 100 кВт. Межосевые расстояния цепных передач достигают 8 м.

Частоты вращения звездочек и скорость ограничиваются величиной силы удара, возникающей между зубом звездочки и шарниром цепи, износом и шумом передач. Наибольшие рекомендуемые и предельные частоты вращения звездочек приведены в табл. 3.

Скорости движения цепей обычно не превышают 15 м/с, однако в передачах с цепями и звездочками высокого качества при эффективных способах смазывания достигают 35 м/с.

Средняя скорость цепи, м/с,

V=znt/(60*1000)

где z — число зубьев звездочки; n - частота ее вращения, мин-1; t - шаг цепи, мм.
Передаточное отношение определяют из условия равенства средней скорости цепи на звездочках:
z1n1t=z2n2t

Отсюда передаточное отношение, понимаемое как отношение частот вращения ведущей и ведомой звездочек,

U=n1/n2=z2/z1,

где n1 и n2—частоты вращения ведущей и ведомой звездочек, мин-1; z1 и z2 — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Передаточное отношение ограничивается габаритами передачи, углами обхвата и числами зубьев. Обычно u<7. В отдельных случаях в тихоходных передачах, если позволяет место, u<10.

Числа зубьев звездочек. Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются износом шарниров, динамическими нагрузками, а также шумом передач. Чем меньше число зубьев звездочки, тем больше износ, так как угол поворота звена при набегании цепи на звездочку и сбегании с нее равен 360°/z. С уменьшением числа зубьев возрастают неравномерность скорости движения цепи и скорость удара цепи о звездочку. Минимальное число зубьев звездочек роликовых цепей в зависимости от передаточного отношения выбирают по эмпирической зависимости

Z1min=29-2u<13

В зависимости от частоты вращения z1min выбирают при высоких частотах вращения z1min=19...23; средних 17...19, а при низких 13... 15. В передачах зубчатыми цепями z1min больше на 20...30 %.

По мере износа цепи ее шарниры поднимаются по профилю зуба звездочки от ножки к вершине, что приводит в конечном счете к нарушению зацепления. При этом предельно допустимое увеличение шага цепи тем меньше, чем больше число зубьев звездочки. Поэтому максимальное число зубьев ограничивают при использовании роликовых цепей величиной 100...120, а зубчатых 120...140.

Предпочтительно выбирать нечетное число зубьев звездочек (особенно малой), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует равномерному износу. Еще более благоприятно, с точки зрения износа, выбирать число зубьев малой звездочки из ряда простых чисел.

Расстояние между осями звездочек и длина цепи. Минимальное межосевое расстояние amin (мм) определяют из условий: отсутствия интерференции (т. е. пересечения) звездочек amin>0,5(De1+De2) где De1 и De2—наружные диаметры звездочек; чтобы угол обхвата цепью малой звездочки был больше 120°, т. е. угол наклона каждой ветви к оси передачи был меньше 30°. А так как sin30°=0,5, то amin> d2—d1.

Оптимальные межоссвые расстояния

а=(30...50)t.

Обычно межосевые расстояния рекомендуют ограничивать величиной

Amax=80t

Потребное число звеньев цепи W определяют по предварительно выбранному межосевому расстоянию а, шагу t и числам зубьев звездочек z1 и z2:

W=(z1+z2)/2+2a/t+((z2-z1)/2()2t/a;

полученное значение W округляют до ближайшего целого (желательно четного) числа.